"Wenn ich damals mehr über das gewusst hätte, was mein Doktorvater mir als Thema vorschlug, hätte ich vermutlich abgelehnt", berichtet Jochen Guck lakonisch. Damals hatte der junge Deutsche gerade einige Semester Physik an der Universität von Texas in Austin studiert und sah sich nach einer Doktorarbeit um. Und nahm das Projekt des Biophysikers Josef Käs an. Die Aufgabe: Zellen sollten mit Laserlicht fixiert und zusammengedrückt werden, um so ihre Elastizität messen zu können. Später, so erinnert er sich, erntete er unter seinen Kollegen zunächst Skepsis – das sei schlicht unmöglich, denn die Kräfte seien dafür viel zu gering. Sie behielten recht. Allerdings gelang Guck das Gegenteil. Statt die Zellen zusammenzudrücken, konnte er sie mit der Kraft des Lasers etwas dehnen.
In seinem Experiment setzte Jochen Guck seine Probanden in eine feine Rinne und beschoss sie aus entgegengesetzten Richtungen mit zwei Laserstrahlen. Das verblüffende Ergebnis: die Zellen wurden tatsächlich an Ort und Stelle festgehalten und sogar durch die Lichtteilchen immerhin messbar aufgedehnt. Als er im nächsten Schritt verschiedene Zelltypen auf seine Kleinststreckbank schickte, stieß Guck auf weitere interessante Details: "Aus dem Grad der Elastizität einer Zelle kann man wiederum auf ihren Typ schließen." So konnte der Doktorand alleine aus der Dehnbarkeit einer Zelle erkennen, ob da ein rotes oder ein weißes Blutkörperchen oder vielleicht eine Bindegewebszelle von seinen Lasern malträtiert wurde. Als besonders biegsam erwiesen sich Krebszellen. Sie sind rund zehnmal elastischer als ihre gesunden Verwandten, weil sie sich sehr oft teilen müssen und ihr so genanntes Zellskelett weniger fest ausgebildet ist. An der Spitze der Skala liegen jedoch, so maß Guck, metastasierende Zellen: Dieser besonders bösartige Typus löst sich leicht aus einem Tumor, schwimmt beispielsweise mit dem Blut fort und gründet irgendwo anders eine neue Tumorkolonie – ein Tochtergeschwulst. "Um sich zwischen den anderen Zellen durchquetschen zu können und so aus dem Gewebeverband herauszukommen, müssen diese Zellen sehr weich sein."
Jochen Gucks Methode des optischen Zell-Stretchings vermisst inzwischen viele Hundert Zellen pro Stunde. Damit könnte das Verfahren zukünftig eine Alternative zu herkömmlichen Erkennungs-Techniken bilden, bei denen Zellen mit Farbstoffen oder magnetischen Partikeln markiert werden. Um aber die Zellen so zu kennzeichnen, müssen farbige oder magnetische Antikörper hergestellt werden, die wiederum an die gesuchten Zellen andocken können. Für diese Techniken müssen die Zellen also schon vorab bekannt sein. Mit der Laser-Elastizitätsbestimmung können dagegen viele unbekannte Zellen aussortiert und anschließend genauer untersucht werden. Würden aus verdächtigen Proben Krebszellen so sehr früh erkannt, könnte eine gezielte Therapie noch in einem jungen Krebsstadium einsetzen und hätte bessere Heilungschancen.
[Quelle: Jan Lublinski]
In seinem Experiment setzte Jochen Guck seine Probanden in eine feine Rinne und beschoss sie aus entgegengesetzten Richtungen mit zwei Laserstrahlen. Das verblüffende Ergebnis: die Zellen wurden tatsächlich an Ort und Stelle festgehalten und sogar durch die Lichtteilchen immerhin messbar aufgedehnt. Als er im nächsten Schritt verschiedene Zelltypen auf seine Kleinststreckbank schickte, stieß Guck auf weitere interessante Details: "Aus dem Grad der Elastizität einer Zelle kann man wiederum auf ihren Typ schließen." So konnte der Doktorand alleine aus der Dehnbarkeit einer Zelle erkennen, ob da ein rotes oder ein weißes Blutkörperchen oder vielleicht eine Bindegewebszelle von seinen Lasern malträtiert wurde. Als besonders biegsam erwiesen sich Krebszellen. Sie sind rund zehnmal elastischer als ihre gesunden Verwandten, weil sie sich sehr oft teilen müssen und ihr so genanntes Zellskelett weniger fest ausgebildet ist. An der Spitze der Skala liegen jedoch, so maß Guck, metastasierende Zellen: Dieser besonders bösartige Typus löst sich leicht aus einem Tumor, schwimmt beispielsweise mit dem Blut fort und gründet irgendwo anders eine neue Tumorkolonie – ein Tochtergeschwulst. "Um sich zwischen den anderen Zellen durchquetschen zu können und so aus dem Gewebeverband herauszukommen, müssen diese Zellen sehr weich sein."
Jochen Gucks Methode des optischen Zell-Stretchings vermisst inzwischen viele Hundert Zellen pro Stunde. Damit könnte das Verfahren zukünftig eine Alternative zu herkömmlichen Erkennungs-Techniken bilden, bei denen Zellen mit Farbstoffen oder magnetischen Partikeln markiert werden. Um aber die Zellen so zu kennzeichnen, müssen farbige oder magnetische Antikörper hergestellt werden, die wiederum an die gesuchten Zellen andocken können. Für diese Techniken müssen die Zellen also schon vorab bekannt sein. Mit der Laser-Elastizitätsbestimmung können dagegen viele unbekannte Zellen aussortiert und anschließend genauer untersucht werden. Würden aus verdächtigen Proben Krebszellen so sehr früh erkannt, könnte eine gezielte Therapie noch in einem jungen Krebsstadium einsetzen und hätte bessere Heilungschancen.
[Quelle: Jan Lublinski]